胡 波

(天津港引航中心 天津300456)

淺談天津港特殊航段的岸壁效應(yīng)

胡 波

(天津港引航中心 天津300456)

介紹岸壁效應(yīng)成因及其影響因素，分析了天津港航道中特殊航段水域的岸壁效應(yīng)，通過(guò)具體案例指出船舶岸壁效應(yīng)對(duì)船舶操縱的不利影響，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，即船舶航行至天津港主航道防波堤口門至燈塔之間水域時(shí)，駕駛者應(yīng)提前采取安全措施，保證船舶的航行安全。

天津港航道 岸壁效應(yīng) 案例分析 預(yù)防措施

1 岸壁效應(yīng)

1.1 岸壁效應(yīng)成因

岸壁效應(yīng)是指當(dāng)船舶偏離航道中心線而靠近航道一側(cè)岸壁時(shí)，船首岸壁一側(cè)的水流受岸壁阻擋難以擴(kuò)散而形成的高水位，靠近岸壁的水流減慢，壓力增加，產(chǎn)生使船首遠(yuǎn)離岸壁的附加作用力，使轉(zhuǎn)船力矩推船首向反側(cè)偏轉(zhuǎn)，同時(shí)因岸側(cè)一面的水?dāng)嗝娣e小，流速加大，從而使船中部水位下降，壓力下降，船舶兩側(cè)出現(xiàn)壓力差，產(chǎn)生了使船尾靠近岸壁的附加作用力，而推船身向岸壁。

1.2 岸壁效應(yīng)的影響因素

①船舶越近岸壁航行越激烈；②水道寬度越窄越激烈，船舶沿水下岸壁航行時(shí)，水下岸壁的高度越高，船舶受到的橫向力和首搖力矩越大；③船速越高越明顯；④船型越肥大越明顯，方形系數(shù) cb較大的重載大型油船、cape型散貨船、巴拿馬型船舶尤為明顯。

通過(guò)簡(jiǎn)介岸壁效應(yīng)的成因及相關(guān)影響因素，可以得知發(fā)生明顯的岸壁效應(yīng)需要合適的自然地理?xiàng)l件。在天津港中符合航道寬度窄、水下岸壁高條件的是主航道在防波堤口門到燈塔之間的水域，所以本文從相關(guān)案例出發(fā)，分析天津港中主航道水域船舶發(fā)生岸壁效應(yīng)的成因及對(duì)船舶操縱的不利影響，并提出相應(yīng)的預(yù)防及應(yīng)對(duì)措施。

2 天津港主航道防波堤口門到燈塔之間水域的岸壁效應(yīng)

2.1 航道簡(jiǎn)介

天津港主航道為人工疏浚航道，通常情況下人工疏浚航道水深較深，航道兩側(cè)的水域較淺，航道內(nèi)外水深差距較大，船舶航行至此水域容易受到岸壁效應(yīng)的影響。主航道在防波堤口門到燈塔之間的水域，水深為－22,m，底寬度 397,m，坡度比為 1∶5，坡度角a約 78,°(見圖 1)，主航道以外的水深－(4～7)m 不等，在 31#、32#號(hào)浮筒兩側(cè)水深是－4.5,m，29#、30#號(hào)浮筒兩側(cè)水深為－5.5,m，每向外延展 1.85,km，浮筒兩側(cè)的水深增加－1,m。特別是在 29#、30#號(hào)浮筒附近航道南側(cè)水深只有－5.5,m，航道內(nèi)外的水差差距達(dá)到 17～18,m，航道兩側(cè)坡度較大(見圖 2)。這就為船舶偏離航道中線在靠近航道邊緣航行時(shí)產(chǎn)生岸壁效應(yīng)創(chuàng)造了條件。

圖1 天津港航道剖面圖Fig.1 Profile map of the waterway of Tianjin Port

圖2 29#、30#號(hào)浮筒附近航道兩側(cè)坡度Fig.2 Slopes at each side of the waterway next to the 29# &30# buoys

2.2 案例經(jīng)過(guò)及分析

天氣情況：天氣晴朗，偏南風(fēng)2～3級(jí)，視線5海里以上，航道為雙向航道。船舶資料(見表1)。

表1 船舶資料Tab.1 Information of vessels

該船從新港 19號(hào)泊位離泊，航行至 29#、30#號(hào)浮筒附近都沒(méi)有發(fā)生任何影響到安全航行的情況，說(shuō)明舵效不會(huì)影響到船舶的航行安全，因此應(yīng)該排除船舶本身性能的原因。當(dāng)時(shí)沒(méi)有發(fā)生突然的惡劣天氣變化，因此也應(yīng)該排除由于突然的天氣變化造成無(wú)舵效的外界因素影響。當(dāng)然外界因素也包括流向，而在事件發(fā)生地點(diǎn)到港內(nèi)水域，流向基本是沿著航道，水動(dòng)力使船舶舵效變得更好。從AIS的回放過(guò)程來(lái)看，舵機(jī)沒(méi)有發(fā)生故障，“巴拿馬巨人”輪的航跡在與“金龍 7號(hào)”船舶會(huì)遇之前就已經(jīng)靠近了主航道南邊緣，與“金龍 7號(hào)”船舶聯(lián)系會(huì)左舷通過(guò)，“巴拿馬巨人”船舶又向右讓了三度(105,°)，1618距離“金龍7號(hào)”2.5,km時(shí)，1620舵工反應(yīng)無(wú)舵效，此時(shí)“巴拿馬巨人”船速 12～13節(jié)，舵角為右滿舵，船首瞬間向左加速旋轉(zhuǎn)，船身向右旋轉(zhuǎn)，船首正指向“金龍 7號(hào)”的船身，此時(shí)駕駛者立即檢查舵，同時(shí)通告交管中心和會(huì)遇的“金龍7號(hào)”船舶，讓“金龍7號(hào)”船舶配合大角度向左轉(zhuǎn)向，待金龍7號(hào)船舶駛過(guò)讓清“巴拿馬巨人”船舶時(shí)，“巴拿馬巨人”船舶隨著船身駛?cè)牒降乐醒?，距離航道邊緣有2倍船寬的距離時(shí)，船首就能慢慢把定。幸運(yùn)的是對(duì)面會(huì)遇的是一條船長(zhǎng)不足百米，吃水較小的船舶，完全依靠他船避讓化解了此次碰撞危險(xiǎn)(見圖 3)。當(dāng)時(shí)在“金龍 7號(hào)”后面 3.7,km處就是一條船長(zhǎng) 300多米，吃水較大的滿載散貨船。假想一下如果當(dāng)時(shí)本船發(fā)生岸壁效應(yīng)時(shí)遇到的是大型滿載散貨船時(shí)，根本沒(méi)有應(yīng)急措施，碰撞不可避免，后果非常嚴(yán)重。

由于“巴拿馬巨人”輪船位太靠近主航道的南邊緣，29#、30#處航道外水深只有 5.5,m+當(dāng)時(shí)潮水，而 29#、30#浮筒航道處水深至少有 21,m+當(dāng)時(shí)潮水，相對(duì)于吃水大的船舶來(lái)說(shuō)，航道邊緣猶如岸壁一樣，當(dāng)船位靠近航道邊緣時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的岸壁效應(yīng)，當(dāng)滿舵不足以克服岸壁效應(yīng)產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)時(shí)也就無(wú)法把定在設(shè)定的航向上，船首會(huì)向深水處偏轉(zhuǎn)，此時(shí)舵工反映無(wú)舵效，誤以為舵機(jī)失靈。駕駛者在會(huì)遇他船之前沒(méi)有注意到舵角指示器情況，也沒(méi)有注意到本船船位的明顯偏南，會(huì)船之前沒(méi)有主動(dòng)向北調(diào)整自己的船位，沒(méi)有充分的心理準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)這種滿載吃水較大船舶容易受岸壁效應(yīng)的影響，應(yīng)急處理措施不充分。

圖3 兩船行進(jìn)圖Fig.3 Schematic diagram of two vessels in motion

2.3 應(yīng)對(duì)措施

應(yīng)遵守天津港港章有關(guān)航行安全規(guī)定，正確行駛在進(jìn)出港航道上，隨時(shí)注意修正風(fēng)流壓差，利用船上的一切助航設(shè)備(如雷達(dá)、測(cè)深儀、電子海圖)及時(shí)掌握準(zhǔn)確的船位。如果船位過(guò)于靠近航道邊緣，要及時(shí)修正航向，調(diào)整船位，減小或避免岸壁效應(yīng)對(duì)船舶的影響。

大吃水船舶與航道邊緣距離要保持至少 1.5倍船寬的橫距，如果條件允許的話，最好保持在與航道邊緣 2倍船寬以上。一些吃水相對(duì)小的船舶，通常在航道中會(huì)遇他船時(shí)，會(huì)主動(dòng)避讓，習(xí)慣過(guò)于靠近航道邊緣，一旦引領(lǐng)個(gè)別吃水大于 9,m的船舶，由于受岸壁效應(yīng)的影響，會(huì)對(duì)航道中其他船舶造成碰撞危險(xiǎn)。

保持以安全航速行駛，降低船舶速度，嚴(yán)格禁止使用海上航速，避免由于船速過(guò)高導(dǎo)致岸壁效應(yīng)。一旦船舶在海速情況下發(fā)生岸壁效應(yīng)，此時(shí)船舶的用舵轉(zhuǎn)船力矩已是最大，基本是沒(méi)有挽救措施，只能任其在航道中亂駛，后果不堪設(shè)想。

當(dāng)船舶在航道中會(huì)遇或追越其他船舶時(shí)，船位不可避免地靠近航道邊緣，駕駛者應(yīng)密切關(guān)注舵角指示器，如果長(zhǎng)時(shí)間偏向一側(cè)超過(guò) 15,°時(shí)，就應(yīng)該采取相應(yīng)措施應(yīng)對(duì)船舶的岸壁效應(yīng)。適當(dāng)降低航速，減小舵角，保持船首緩慢指向深水航道，待船身駛?cè)肷钏降?，用舵重新把定航向?/p>

大型散雜貨滿載船舶在航道航行，應(yīng)當(dāng)盡可能從交管中心、引航監(jiān)控站等部門獲得他船的交通信息，避免船舶在此水域會(huì)遇或追越其他大型滿載船舶。如果會(huì)遇同級(jí)別的大型滿載船舶，要提前用高頻溝通，在航道兩邊留有足夠富余量的前提下，兩船之間橫距至少是兩船船寬之和，盡量保持減小會(huì)遇角度，密切關(guān)注船舶的舵角指示器。如果會(huì)遇其他小型滿載船舶，不要一味地要求他船向航道邊緣讓行，防止他船因岸壁效應(yīng)影響，船首瞬間指向航道，與本船發(fā)生碰撞危險(xiǎn)。

3 結(jié) 論

船舶航行至天津港主航道防波堤口門至燈塔之間水域時(shí)，駕駛者應(yīng)注意岸壁效應(yīng)對(duì)船舶操縱的不利影響，提前采取安全措施，保證船舶的航行安全。

［1］洪碧光. 船舶操縱[M]. 大連：大連海事大學(xué)出版社，2008.

［2］姚見喜，鄒早建. 船舶近岸航行岸壁效應(yīng)數(shù)值研究[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)：交通科學(xué)與工程版，2011(3)：435-438.

［3］孫大銘. 船舶在受限水域岸壁效應(yīng)的研究[D]. 大連海事大學(xué)，2006.

On Wall Effect in a Special Channel Sector of Tianjin Port

HU Bo
(Tianjin Port Pilotage Center，Tianjin 300456，China)

With the introduction of genesis and influence factors of wall effect，the paper analyzed the effect in a special channel of Tianjin Port. Based on specific cases，it discussed adverse impacts of the effect on ship controlling and proposed corresponding preventive measures，namely，when a ship enters the water area between the jetty entrance of the port’s main channel and the lighthouse，the marine navigator should take safety precautions ahead of time to ensure the navigation safety.

Tianjin Port channel；wall effect；case analysis；preventive measures

U652.4

A

1006-8945(2014)10-0090-03

2014-09-10